[发明专利]斜拉桥多层式锚固方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种土木工程技术领域的锚固方法，具体是一种斜拉桥多层式锚固方法。

背景技术

斜拉桥是一种拉索支撑体系。斜拉索与主梁和桥塔之间都需要连接，这种连接称为锚固，其连接区域称为锚固区。斜拉桥通过锚固将主梁承受的力由拉索传递到塔柱。反过来看，即依靠主梁和塔柱提供克服拉索拉力的反力。

现有的斜拉桥锚固方法，由于锚固结构(锚固块是其常见的一种形式)在与主梁和塔柱的锚固中都只有一个单层的承压面，其缺点是：(1)锚固区体积大，重量大，材料用量大。(2)锚固块边缘容易产生应力集中。根据材料力学知识，当受力区域的形状急剧变化，例如角度突然变化等处，变化的局部区域将产生很大的应力。由于锚固结构(以锚固块为例)边缘转角处容易产生应力集中，而产生应力集中的结果，在锚固结构提供的总体反力足够的情况下，可能由于局部应力太大而使该局部更容易破坏。要避免上述破坏，就要进一步加大锚固块尺寸，或提高材料的强度，而这两个情况都直接导致了成本的增加。所以，为了减小包括锚固块在内的斜拉桥锚固区体积，进而减小其成本，有必要发明新的锚固方法。

经对现有文献检索发现，绍旭东等在《桥梁设计与计算》(人民交通出版社2007年2月第一版，535页)上关于“拉索的锚固”一节，提出斜拉索与混凝土梁的锚固方法，具体方法为：在混凝土梁上设置锚固块，由锚固块的表面提供反力平衡拉索拉力。其不足之处在于：依靠锚固块单层承压面提供反力，锚固块体积大，材料用量大，也增加了主梁的自重，且锚固块独立于梁之外，高度较大，安装不便，这些最终都增加了造价。

发明内容

本发明针对现有斜拉桥拉索与混凝土主梁和塔柱锚固技术的不足，旨在提供一种斜拉桥多层式锚固方法，即采用多个承压面同时提供反力来平衡拉索拉力，使其克服了现有斜拉桥拉索锚固中的锚具体积大、重量大、材料用量大的缺点，且安装更为方便，从总体上提高了经济效益。这里“锚固区”是泛指拉索与主梁或塔柱之间锚固的连接区域及其实际结构物。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括以下步骤：

第一步，设计多层承压面锚固物。基于增加承压面的面积的思想，所设计的多层承压面锚固物具有2层或2层以上承压面。该多层承压面锚固物为一个整体结构，其顶面和底面相互平行，中心有一个贯穿顶面和底面的孔，在顶面和底面之间的外表面开槽，则槽的下表面构成承压面。与现有技术相比，可以在相同体积下大大增加承压面的总面积，或者在相同承压面面积下明显减小体积。当多层锚固物体积与现有的单层锚固结构相同时，各层承压面面积的和大于单层承压面面积，所提供的总反力大于现有的单层式锚固方法所能提供的总反力；当拉力只需要与单层承压面锚固方法相同时，则总承压面面积与单层承压面相同，但其体积可以显著减小。

第二步，在主梁或塔柱的锚固区设计与多层承压面锚固物相适应的形状和尺寸，以便多层承压面锚固物的安装。在斜拉桥的混凝土主梁或塔柱上对应于拟安装第一步所述多层承压面锚固物的位置，按照多层承压面锚固物尺寸预留其安装时的位置。此外，在多层承压面上部及周边混凝土中配置加强钢筋。由于锚固物完全或部分埋置于主梁或塔柱内，与现有技术相比，其总的高度明显减小了。此外，由于多层承压面取代了现有技术中的锚具，其体积较锚具小得多，因此用于安装锚固物(即锚固区)的体积也明显减小。现有技术中，在塔内安装锚具需要专门的金属锚固横梁，在梁内安装要设置顶板锚固块、横隔板、锚固横梁等。

第三步，安装模板、布置和绑扎钢筋期间，安装多层承压面锚固物。先实施其在模板中的定位，按照预埋件的施工工艺，将承压面在用来浇注主梁或塔柱的模板中定位。由于多层承压面体积比现有技术中的锚具体积小得多，其作为预埋件在模板中定位，比现有技术中的锚具定位更简单易行。而涉及到现有技术的锚具定位的过程要复杂得多，其在斜拉桥塔柱内通常要制造和安装锚固横梁，在主梁内需要采用锚板等定位。

第四步，浇注混凝土、养护混凝土。这与现有技术中钢筋混凝土浇注养护工艺相同。

第五步，混凝土养护至设计强度，张拉拉索。拉索穿过主梁(或塔柱)与多层承压面锚固物的中心孔后，先紧固锚头，再将拉索张拉至设计的拉力。与现有技术相比，由于多层承压面的锚固物(如锚固块)埋置于主梁或塔柱，在安装过程中不需要吊装，更为方便。现有技术中采用锚具时的拉索张拉，通常需要以螺纹、销接、垫块等多种方式来固定锚具的构件，较为繁琐。

第六步，张拉斜拉桥的所有拉索，调整拉力，即进入正常工作状态。